- •140211.65 – Электроснабжение
- •1.Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Содержание дисциплины по гос
- •1.2.2. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.3. Перечень практических занятий и видов контроля:
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа (объем дисциплины 180 часов)
- •Раздел 1. Переходные электромагнитные процессы (88 часов)
- •Тема 1.1. Расчеты и анализ токов трехфазных коротких замыканий (32 часа)
- •Тема 1.2. Расчет несимметричных режимов (24 часа)
- •Тема 1.3. Выбор оборудования по условиям токов кз (9 часов)
- •Тема 1.4. Переходные процессы в трансформаторах и двигателях (9 часов)
- •Тема 1.5. Переходные процессы в синхронной машине (14 часов)
- •Раздел 2. Переходные электромеханические процессы (88 часов)
- •Тема 2.1. Статическая устойчивость синхронных машин (16 часов)
- •Тема 2.2. Динамическая устойчивость синхронных машин (12 часов)
- •Тема 2.3. Статическая устойчивость асинхронных двигателей
- •Тема 2.4. Переходные процессы в узлах нагрузки
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
- •Тематический план дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины Переходные процессы в электроэнергетических системах
- •2.4. Временной график изучения дисциплины при использовании информационно-коммуникационных технологий
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.1.1. Практические занятия (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.1.2. Практические занятия (заочная форма обучения)
- •2.5.2. Лабораторный практикум
- •2.5.2.1. Лабораторные работы (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.2.2. Лабораторные работы (заочная форма обучения)
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект лекций по дисциплине Введение
- •Раздел 1. Переходные электромагнитные процессы
- •1.1. Расчеты и анализ токов трехфазных коротких замыканий
- •1.1.1. Внезапное короткое замыкание в простейшей схеме
- •Значения Ку для различных элементов сети
- •1.1.2. Исходные данные для расчета токов кз
- •1.1.3. Расчет сопротивлений схемы замещения
- •Трансформаторы
- •Линии электропередачи
- •Реакторы
- •1.1.4. Преобразование разветвленных схем
- •1.1.5. Особенности расчёта токов кз в электроустановках до 1000 в
- •Вопросы для самопроверки
- •1.2. Расчёт несимметричных режимов
- •1.2.1. Метод симметричных составляющих
- •1.2.2. Двухфазное короткое замыкание
- •1.2.3. Однофазное короткое замыкание
- •1.2.4. Двухфазное короткое замыкание на землю
- •1.2.5. Расчет токов несимметричных кз
- •Характеристики различных кз
- •1.2.6. Замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью
- •Вопросы для самопроверки
- •1.3. Выбор оборудования по условиям токов кз
- •1.3.1. Электродинамическое действие токов кз
- •1.3.2. Термическое действие токов кз
- •1.3.3. Отключающая способность коммутационных аппаратов
- •Вопросы для самопроверки
- •1.4. Переходные процессы в трансформаторах и двигателях
- •1.4.1. Включение трансформатора в сеть
- •1.4.2. Внезапное кз трансформатора
- •1.4.3. Переходные процессы при включении в сеть мощных электродвигателей
- •Суммарное сопротивление схемы замещения равно
- •Вопросы для самопроверки
- •1.5. Переходные процессы в синхронной машине
- •1.5.1. Исходные положения
- •1.5.2. Преобразование координат
- •1.5.3. Уравнения статорных контуров синхронной машины
- •1.5.4. Сопротивления и эдс синхронной машины
- •1.5.5. Постоянные времени машины
- •1.5.6. Уравнения переходных процессов контура ротора см
- •1.5.7. Уравнения переходных процессов см
- •1.5.8. Процесс ударного начального возбуждения
- •1.5.9. Трёхфазное кз синхронной машины в режиме холостого хода
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 2. Переходные электромеханические процессы
- •2.1. Статическая устойчивость синхронных машин
- •2.1.1. Основные понятия и определения
- •2.1.2. Статическая устойчивость простейшей системы
- •2.1.3. Характер нарушения статической устойчивости
- •2.1.4. Уравнение движения ротора
- •Вопросы для самопроверки
- •2.2. Динамическая устойчивость синхронных машин
- •2.2.1. Понятие о динамической устойчивости системы
- •2.2.2. Предельный угол отключения кз
- •2.2.3. Предельное время отключения кз
- •2.2.4. Решение уравнения движения ротора
- •2.2.5. Динамическая устойчивость сложных систем
- •2.2.6. Результирующая устойчивость
- •Вопросы для самопроверки
- •2.3. Статическая устойчивость асинхронных двигателей и узлов нагрузки
- •2.3.1. Статическая устойчивость асинхронных двигателей
- •2.3.2. Характеристики нагрузки
- •2.3.3. Характеристики приводимых механизмов
- •2.3.4. Влияние режима электрической системы на режим нагрузки
- •2.3.5. Практические критерии статической устойчивости нагрузки
- •Вопросы для самопроверки
- •2.4. Переходные процессы в узлах нагрузки при больших возмущениях
- •2.4.1. Влияние больших возмущений на режим нагрузки
- •2.4.2. Пуск асинхронных двигателей
- •2.4.3. Пуск синхронных двигателей
- •2.4.4. Самозапуск электродвигателей
- •2.4.5. Резкие изменения режима в системах электроснабжения
- •Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий (краткий словарь терминов)
- •3.4. Технические средства обеспечения дисциплины
- •3.5. Методические указания к выполнению лабораторных работ Общие указания
- •Работа №1. Исследование процесса кз в простейшей сети
- •Исходные данные
- •Зависимость токов кз от фазы напряжения источника
- •Зависимость токов кз от постоянной времени Тк
- •Работа №2. Исследование токов кз в электроэнергетической системе
- •Исходные данные
- •(Компенсированной) нейтралью
- •Исходные данные
- •Результаты экспериментов
- •3.6. Методические указания к выполнению заданий практических занятий Общие указания
- •3.6.1. Постановка задания и исходные данные
- •3.6.2. Параметры схемы замещения
- •3.6.3. Проверка пуска асинхронного электродвигателя э1
- •3.6.4. Определение сопротивления реактора p1 для пуска двигателя э2
- •3.6.5. Проверка правильности выбора реактора рc1 по пуску асинхронного электродвигателя э3
- •3.6.6. Определение возможности группового самозапуска всех двигателей секции 1
- •3.6.7. Определение возможности выпадения из синхронизма и вхождения в синхронизм синхронного двигателя
- •3.6.8. Определение возможности группового самозапуска всех двигателей секции 2
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Общие указания
- •1. Задание на контрольную работу и методические указания к ее выполнению
- •2. Задание на курсовую работу и методические указания к ее выполнению
- •3. Блок тестов текущего контроля
- •4. Блок итогового контроля за первый семестр (раздел 1)
- •5. Блок итогового контроля за второй семестр (раздел 2)
- •4.2. Задания на контрольную работу и методические указания к ее выполнению
- •Исходные данные
- •Технические данные турбогенераторов
- •Трансформаторы с высшим напряжением 35-330 кВ
- •Трансформаторы с высшим напряжением 10 кВ
- •Асинхронные электродвигатели серии 2азм/6000
- •Методические указания к выполнению контрольной работы
- •Схемы замещения и их приведение к базисным условиям
- •Расчет периодической составляющей тока в начальный момент кз
- •Расчет ударного тока кз
- •Расчет тока, отключаемого выключателем
- •Расчет тока при несимметричном кз
- •Результаты расчетов (пример заполнения таблицы)
- •4.3. Задания на курсовую работу и методические указания к ее выполнению Общие указания
- •4.3.1. Задание на курсовую работу и исходные данные
- •4.3.2. Схема замещения и ее параметры
- •4.3.3. Проверка пуска асинхронного двигателя э1
- •Форма проведения расчетов
- •4.3.5. График разгона электродвигателя
- •4.3.4. Определение необходимости и сопротивления реактора для пуска электродвигателя э2
- •4.3.5. Проверка правильности выбора сдвоенного реактора по условию разгона асинхронного электродвигателя э3
- •4.3.6. Определение возможности группового самозапуска всех электродвигателей секции 1
- •4.3.7. Определение возможности выпадения из синхронизма и вхождения в синхронизм синхронного электродвигателя
- •4.3.8. Определение возможности группового самозапуска всех электродвигателей секции 2
- •4.4. Промежуточный контроль Тренировочные тесты
- •1. Простейшая трёхфазная сеть – это
- •Правильные ответы на тестовые вопросы текущего контроля
- •4.5. Итоговый контроль за первый семестр Вопросы для подготовки к экзамену по разделу «Переходные электромагнитные процессы»
- •4.6. Итоговый контроль за второй семестр Вопросы для подготовки к экзамену по разделу «Переходные электромеханические процессы»
- •Содержание
- •1. Информация о дисциплине 3
- •1.1. Предисловие 3
- •Раздел 1. Переходные электромагнитные процессы 20
- •Раздел 2. Переходные электромеханические процессы 71
- •Переходные процессы в электроэнергетических системах
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
Вопросы для самопроверки
1. Каковы основные допущения при анализе процессов в синхронной машине?
2. В чем состоит эффект использования совмещённой с ротором продольно-поперечной координатной системы d-q?
3. Запишите выражения, связывающие фазный ток ia с токами в продольной id и поперечной iq осях.
4. Запишите выражения, связывающие токи в продольной id и поперечной iq осях с фазными токами ia, ib, ic.
5. Запишите уравнения статорных контуров синхронной машины.
6. Охарактеризуйте величины сопротивлений хd, хd, х″d синхронной машины.
7. Охарактеризуйте сопротивления хd и хq синхронной машины.
8. Как соотносятся между собой постоянные времени обмотки ротора при разомкнутом и замкнутом статоре?
9. Запишите уравнения переходных процессов в обмотке возбуждения.
10. Каковы основные допущения при анализе трехфазного КЗ синхронной машины?
11. Охарактеризуйте токи в продольной и поперечной осях при КЗ синхронной машины.
12. Какова причина появления в токе фазы при КЗ машины составляющей двойной частоты?
Раздел 2. Переходные электромеханические процессы
В разделе рассматриваются четыре темы:
- статическая устойчивость синхронных машин;
- динамическая устойчивость синхронных машин;
- статическая устойчивость асинхронных двигателей и узлов нагрузки;
- переходные процессы в узлах нагрузки при больших возмущениях.
При работе с теоретическим материалом следует при изучении каждой темы ответить на вопросы для самопроверки, а также выполнить соответствующий тренировочный тест. Правильные ответы на вопросы тренировочных тестов приведены на с. 241.
При появлении затруднений по вопросам для самопроверки и тестовым заданиям следует обратиться к теоретическому материалу [1] … [6].
Для закрепления теоретического материала по темам этого раздела предусмотрено проведение двух практических занятий.
Выполнение курсовой работы следует проводить после проработки теоретического материала темы 2.4 и выполнения заданий практических занятий.
При эффективной проработке материала данного раздела можно набрать 100 баллов из 100 возможных.
2.1. Статическая устойчивость синхронных машин
Электроэнергетическая система – сложный объект, включающий в себя огромное количество электростанций, генерирующих агрегатов, линий электропередачи, преобразовательных и распределительных подстанций, узлов нагрузки. Всё это необходимо для того, чтобы доставить потребителям (промышленным и гражданским) электроэнергию с определёнными параметрами качества и обеспечить надёжность и бесперебойность электроснабжения.
Основными параметрами, определяющими качество электроэнергии, являются величина напряжения на зажимах электроприемников и частота напряжения в энергосистеме. Отсюда вытекают две главные задачи регулирования и два основных типа систем регулирования:
- задача поддержания уровней напряжения в узловых точках системы в установившихся (статических) режимах, решаемая системами регулирования возбуждения синхронных генераторов;
- задача поддержания частоты, как общего параметра электроэнергетической системы, решаемая системами регулирования моментов первичных двигателей (турбин).
Чтобы управлять объектами энергосистем, необходимо знать их свойства и характеристики, уметь рассчитывать установившиеся и переходные процессы.